● 摘要
嵌入式系统的设计正在向SOC(System On Chip,片上系统)的方向发展,而基于FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)的SOPC(System On a Programmable Chip,可编程片上系统)以其设计的灵活性、可裁剪和软硬件可编程等特点和优势,倍受设计者的青睐。SOPC是一种将主要硬件功能模块集成在可编程逻辑器件上的片上系统。SOPC融合了SOC技术和可编程技术的优势,有着良好的发展前景。随着可编程器件集成度的不断提高,片上可编程资源将变得越来越丰富。当前国内应用最广泛的SOPC是基于Altera的NIOS II软核的,而同为32位RISC(Reduced Instruction Set Computer,精简指令集计算机)软核MicroBlaze的研究和应用相对就很少,这也是本文选择MicroBlaze来研究的出发点。本文首先分析了FPGA的结构以及基于FPGA的嵌入式系统的开发流程,学习和研究了MicroBlaze软核的结构和指令系统。在此基础上设计并实现了一个基于MicroBlaze的硬件系统,同时引入IP(Intellectual Property,知识产权)核复用的概念,在系统里实现了LCD IP核。然后本文分析了嵌入式实时系统μC/OS-II的结构,并且将其移植到MicroBlaze上。最后在这个平台上实现了TCP/IP协议栈,设计了一个简单的嵌入式Web服务器,同时对整个系统进行了测试。
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